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視頻標簽：酸堿中和滴定,曲線的繪制,傳感技術的應用
所屬欄目：高中化學優質課視頻
視頻課題：人教版高二化學選修四第三章第二節水的電離及溶液的酸堿性《酸堿中和滴定曲線的繪制—傳感技術的應用》廣東
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選修四第三章第二節水的電離及溶液的酸堿性《酸堿中和滴定曲線的繪制—傳感技術的應用》廣東省 - 佛山
《酸堿中和滴定曲線的繪制——傳感技術的應用》教學設計 教材分析
【教材內容】《酸堿中和滴定》在人教版高中化學選修4第3章第二節，
介紹完“水的電離、溶液的酸堿性和pH”內容之后。
【教材地位】
1.《酸堿中和滴定》屬于pH的應用內容，也是大綱要求的重點定量實驗內容。
2.高考也時常出現溶液pH變化或導電率變化與滴入溶液體積的關系。
【需要傳感技術協助之處】
教材介紹酸堿中和滴定使用指示劑指示滴定終點，但傳統滴定方法無法知道滴定過程中的變化。而教材也要求學生會測量并繪制酸堿中和滴定過程中pH變化的曲線圖，使用pH計進行關鍵點測定，卻較難體現整個過程pH變化的連貫性，操作比較麻煩，最后學生還要將每個點連接成曲線，不能反映出當中每個點對應的pH。而使用傳感技術能夠促進學生對整個過程的理解。
學情分析 1.學生學過酸和堿能夠發生中和反應，但不清楚這個過程中溶液pH的
變化，甚至有學生還以為是均勻變化。
2.對溶液中離子濃度變化引起的導電率變化不熟悉，難以理解，甚至到
了高三復習中，還不能理解pH的突變點就是終點。 3.沒有接觸過傳感技術等精確的實驗儀器，特別對于與電腦聯合使用進行測定的實驗方法，更有好奇心。
教法學法
通過傳感技術，測定pH與滴入溶液體積的關系圖，幫助學生理解
該過程的pH變化，并引導學生觀察思考、理解曲線的含義。
學生也通過Logger Pro軟件界面測出的曲線，認識該過程中pH或導電率的變化。通過觀察、分析、理解，最后掌握曲線的變化含義。 教學 目標
【知識與技能】
1.掌握酸堿中和過程，溶液pH變化規律； 2.理解滴定終點的位置；
3.理解終點時反應的H+和OH-物質的量的關系； 4.了解酸堿中和過程中，溶液導電率的變化； 5.鍛煉觀察實驗現象能力和分析實驗圖像能力。
【過程與方法】
1.通過傳感技術pH傳感器、LabPro采集器、電腦，測定并體驗酸堿中和過程中pH和導電率的變化；
2.通過傳感技術，加深對教材內容的認識，并能夠理解，進行分析曲線變化。
【情感態度價值觀】
1.體驗酸堿中和過程的pH和導電率的變化，感受傳感技術對實驗帶來的方便和形象
2.通過現象看到事物的本質，養成對科學的熱愛，對新科技的追求的渴望。
2
重點、 難點
【教學重點】
1.在傳感技術幫助下，繪制酸堿中和滴定的pH和導電率曲線； 2.理解酸堿中和滴定過程中pH和導電率的變化趨勢和終點位置； 3.學習傳感技術中pH傳感器、導電率傳感器和滴數傳感器的使用。 【教學難點】
1.繪制和理解滴定過程中pH的變化趨勢曲線；
2.傳感技術中pH傳感器、導電率傳感器和滴數傳感器的使用。
儀器與用品 Vernier傳感技術儀器之pH傳感器，導電率傳感器，滴數傳感器，磁
力攪拌器，10mL燒杯，20mL量筒，膠頭滴管，洗瓶，擦鏡紙 藥品
0.1mol/L鹽酸， 0.1mol/LNaOH， 蒸餾水
教 學 過 程
（教學環節、教師活動、學生活動） 設計意圖、傳感技術的說明
一、酸堿中和滴定pH曲線的繪制 【師】將NaOH溶液滴入鹽酸中，發生什么反應？
【生】中和反應。 【師】這個過程，什么微粒的濃度發生變化？ 【生】H+濃度減小 【師】 那溶液pH是怎樣變化？
【生】逐漸增大。
【師】怎樣增大呢？是等速增大，還是有快有慢？
【生】嗯„„（遇到疑惑，思考）
【師】很難想象出來吧？今天，我們使用先進的傳感技術，測量酸堿中和過程中pH的變化曲線。
【學生實驗1】
[實驗內容]向20mL0.1mol/L鹽酸中，逐滴滴入0.1mol/LNaOH，使用pH傳感器測出pH和滴入NaOH溶液體積的關系圖。
[實驗準備]
1.傳感設備的連接： （1）連接數據采集器：接到電腦USB接口； （2）連接pH傳感器和數據采集器，并打開軟件：電腦會自動跳出軟件，Logger Pro 3.4.2。點擊“文件”“打開”“化學使用電腦”“24b酸-堿 (滴數)”；
2.溶液準備： （1）取20mL鹽酸裝在小燒杯，再將磁力攪拌器的磁子放入小燒杯； （2）將滴數傳感器固定在磁力攪拌器上，將約NaOH溶液倒入滴數傳
通過舊知識引入，引發學生思考酸堿中和的本質是 H+和OH-的反應。
★傳感器需要通過數據采集器連接到電腦。文件“24b酸-堿 (滴數)”是pH-體積V的測定模板。
滴數傳感器每滴液體
控制在每1mL溶液為30滴，每滴溶液經過探頭都
3
感器的容器至30mL；
（3）用蒸餾水清洗pH傳感器的探頭，再用擦鏡紙吸干表面水分，再將傳感器插入鹽酸中 [實驗過程]
1.開啟磁力攪拌器，使鹽酸處于攪拌狀態； 2. 點擊屏幕右上角“采集”，開始采集數據；
3.再慢慢打開滴數傳感器的旋塞，使NaOH溶液以3滴/s的速度滴入鹽酸中；
4.當pH接近5時，調節旋塞，減慢溶液滴下的速度至1滴/s； 5.當pH超過10時，調節旋塞，加快溶液滴下速度至3滴/s；
6.NaOH溶液全部滴完后，點擊屏幕右上方“停止”按鈕，停止采集。 【師】通過教師電腦平臺，將學生的成果直接展示到講臺大屏幕 提問：
1.請描述滴定曲線的特點。
2.終點處，pH=7，消耗NaOH溶液體積是多少？ ★技術提示：可以通過可點擊
，幫助查找pH=7對應
的體積 圖1 NaOH滴定鹽酸pH曲線
【生】觀察、思考并回答。
【師】可見，pH曲線“先
緩，再陡，最后緩”。為
什么呈這樣的變化？可結合圖標進行分析。 【生】觀察，思考，回到
【師】與課本P51，使用
pH計測量中和滴定曲線
的方法相比，傳感技術的
方法優勢在哪里？
圖2 NaOH滴定鹽酸pH曲線分析圖
圖3 教材P51，使用pH計測量酸堿中和滴定曲線表格
【生】對比，回答。 【師】歸納總結優點：
①實時性。能測出任何體積下溶液對應的pH，特別是能找出終點。 ②簡便性。能夠一測到底，不需停頓再讀數。 ③精確性。能精確到小數點后2位。
會被記錄，進而測出總共滴入的液體體積。
pH曲線先前后都比較平緩，滴定速率可以快些，中間會突然上升，需要減慢滴定速率，以便pH傳感器能夠記錄滴入每滴溶液后溶液的pH。
★化學探究室教師平臺能夠將學生的屏幕展示到大屏幕，以便師生通過分析，直觀了當。
★軟件中
為“檢
查”項，能夠找出鼠標所
指任何一點的橫縱坐標
理解pH曲線的趨勢，是高中生的難點。
與教材方法對比，解決教材中的困難，讓學生感受到傳感技術的形象、
直觀和方便。
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二、酸堿中和滴定導電率曲線的繪制
提問：中和滴定過程中， H+和OH-反應還會導致其他什么性質的變化？能用傳感技術測出來嗎？
【師】已知溶液離子濃度越大，導電能力越強。中和反應發生后，溶液離子濃度怎樣變化？ 【生】減小
【師】為什么會變化？ 【生】思考并回答。
【師】那溶液導電能力怎樣變化？ 【生】減小。
【師】用哪個傳感器可以測出來？ 【生】導電率傳感器。
【師】好，我們用導電率傳感器測定一下，中和反應過程中，溶液導電率的變化曲線。 【學生實驗2】
將pH傳感器換成導電率傳感器，并使用“化學使用電腦”中“26b 導電率 (滴數)”模板，測定鹽酸與NaOH溶液反應的滴定曲線。
其他實驗操作基本如實驗1。 【師】請大家分析一下曲線特點。
直觀地展示滴定過程中溶液離子種類的變化，讓學生理解，到點能力下降，不是因為離子數目減少了，而是溶液體積增大，離子濃度減小所致。 【生】分析、回答。 【師】終點在哪里？ 【生】觀察，回答。
導電率曲線也是學生很難理解的曲線。
先引導學生理解離子濃度與溶液導電能力的關系。
小結： 酸堿中和反應，pH曲線和導電率曲線各有特點，且都能準確描述反應過程中數據的變化，特別是尋找終點位置，給我們帶來了很大的方便。 【課后作業】不同酸堿發生中和反應，曲線都一樣嗎？我們從提供的試劑，進行pH曲線測定或導電率曲線測定。提示：可以從酸中H+個數（幾元酸）、酸性強弱的酸來挑選。也可以從一元堿或二元堿、堿的溶解性來挑選堿。 [試劑] 酸：0.1mol/LH2SO4， 0.1mol/L鹽酸， 0.1mol/L醋酸 堿：0.1mol/LBa(OH)2 ， 0.1mol/LNaOH，Ca(OH) 2懸濁液 [圖像信息設置]連接后，先設置圖像信息： 標題和縱坐標：右擊→圖選項→修改標題“××滴定××的„„曲線”，縱坐標“××的pH或導電率” 橫坐標：右擊→欄選項→選中“最新體積”→改為“××的體積”。 △[提交方式]
將結果發送到傳感課堂公共郵箱chuanganhz@126.com 傳感課堂微博：http://weibo.com/chuanganhz
傳感課堂是我校化學
第二課堂的核心內容。應用傳感技術分析、理解知識，解決生活問題，是傳感課堂的初衷。 提供不同的酸、堿，讓學生自由挑選，實驗后
再進行詳細分析，鍛煉學生實驗設計能力、實驗操作能力、觀察能力、分析能力等。
分享自己的成果和他人的收獲，這是傳感課堂的魅力所在。
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
